석탄 화력 발전소는 어떻게 작동합니까?

석탄을 사용하는발전소한 세기가 넘도록 발전의 초석이 되어 왔습니다. 재생 가능 에너지원의 증가에도 불구하고 석탄은 풍부하고 기반 시설이 잘 구축되어 있기 때문에 전 세계적으로 여전히 중요한 전력원으로 남아 있습니다. 석탄 화력 발전소의 작동 방식을 이해하면 에너지 생산 과정과 이 전통적인 에너지원과 관련된 과제에 대한 통찰력을 얻을 수 있습니다. 이 기사에서는 석탄 화력 발전소의 운영을 자세히 살펴보고 프로세스를 주요 단계로 분류합니다.

석탄 공급 및 취급

석탄화력발전소의 첫 번째 단계는 석탄을 운반하고 준비하는 것입니다. 석탄은 일반적으로 기차, 바지선 또는 트럭을 통해 발전소로 운송됩니다. 도착하자마자 석탄은 대규모 비축물에 저장됩니다. 연소 전에 석탄을 미세한 분말로 분쇄하여 표면적을 늘리므로 용광로에서 보다 효율적이고 완전하게 연소됩니다.

보일러에서의 연소

석탄분말은 보일러의 연소실로 불어 들어가 고온에서 연소됩니다. 보일러는 물이 담긴 튜브로 채워진 큰 용기입니다. 석탄을 태울 때 발생하는 열은 이 튜브 내부의 물을 증기로 변환합니다. 이 프로세스는 효율성을 극대화하고 오염을 최소화하기 위해 고도로 제어됩니다. 연소 과정에서는 열 에너지가 생산되는데, 이는 발전소의 주요 동력원입니다.

증기 발생

석탄이 연소되면서 열에 의해 물이 고압 증기로 변합니다. 이 증기는 터빈으로 보내집니다. 증기의 품질과 압력은 발전소의 효율성에 매우 중요합니다. 현대식 석탄 화력 발전소는 효율성을 향상하고 배출량을 줄이기 위해 초임계 또는 초초임계 증기 조건을 사용합니다.

터빈 작동

고압 증기가 터빈 블레이드를 통해 흐르면서 터빈이 회전하게 됩니다. 터빈은 발전기에 연결되어 회전하면서 증기의 운동에너지를 기계에너지로 변환합니다. 이 기계적 에너지는 발전기를 구동하여 전기 에너지를 생성합니다. 터빈은 고속 회전과 극한의 온도를 처리할 수 있도록 정밀하게 설계되어야 합니다.

발전

발전기는 전자기 유도에 의해 기계적 에너지를 전기 에너지로 변환합니다. 발전기 내부에서는 회전하는 자석이 와이어 코일을 지나 이동하여 전류를 유도합니다. 이 전기는 변압기를 사용하여 전압을 높여 전력선을 통해 장거리로 효율적으로 전송할 수 있습니다.

응축 및 물 재활용

증기는 터빈을 통과한 후 응축기로 들어가 냉각되어 다시 물로 변환됩니다. 이 물은 다시 보일러로 재활용되어 다시 가열되어 폐쇄 루프 시스템을 만듭니다. 냉각탑이나 인근 수역은 증기에서 제거된 열을 방출하는 데 종종 사용됩니다.

배출 제어 시스템

석탄을 태우면 이산화황(SO2), 질소산화물(NOx), 입자상 물질, 이산화탄소(CO2) 등의 오염물질이 배출됩니다. 현대 석탄 화력 발전소에는 유해한 배출을 줄이고 환경 규제를 준수하기 위해 전기집진기, 스크러버, 선택적 촉매 환원 시스템과 같은 배출 제어 기술이 장착되어 있습니다.

재 처리

석탄 연소는 부산물로 재를 생성합니다. 연도 가스에서 포집되는 비산회와 보일러 바닥에 침전되는 바닥재의 두 가지 유형이 있습니다. 두 가지 유형의 재 모두 수집되어 매립지에 폐기되거나 시멘트 및 콘크리트와 같은 건축 자재로 재활용됩니다.

요약하면, 석탄 화력 발전소는 일련의 잘 조정된 단계를 통해 석탄에 저장된 화학 에너지를 전기 에너지로 변환함으로써 작동됩니다. 석탄 준비 및 연소부터 증기 생성, 터빈 작동, 전기 생산에 이르기까지 각 단계는 발전소의 전반적인 효율성에 매우 중요합니다. 오염 및 환경 영향에 대한 우려에도 불구하고 배출 제어 및 플랜트 효율성의 발전으로 인해 석탄 화력 발전소는 전 세계적으로 신뢰할 수 있는 전력 공급원이 되었습니다. 그러나 석탄 발전의 미래는 에너지 수요와 환경 지속 가능성의 균형을 맞추는 데 달려 있을 것입니다.